Unvollständigen Statistiken zufolge hat die derzeitige weltweite Produktion von nichtionischem Celluloseether mehr als 500.000 Tonnen erreicht, und Hydroxypropylmethylcellulose machte 80 % auf mehr als 400.000 Tonnen aus. In China haben in den letzten zwei Jahren eine Reihe von Unternehmen die Produktion rasch ausgeweitet Die Erweiterung der Kapazität hat etwa 180.000 Tonnen erreicht, davon sind etwa 60.000 Tonnen für den Inlandsverbrauch bestimmt. Davon werden mehr als 550 Millionen Tonnen in der Industrie verwendet und etwa 70 Prozent werden als Bauzusatzstoffe verwendet.
Aufgrund der unterschiedlichen Verwendung der Produkte können auch die Anforderungen an den Ascheindex der Produkte unterschiedlich sein, so dass die Produktion entsprechend den Anforderungen verschiedener Modelle im Produktionsprozess organisiert werden kann, was der Wirkung der Energieeinsparung förderlich ist. Verbrauchsreduzierung und Emissionsreduzierung.
1 Hydroxypropylmethylcelluloseasche und ihre vorhandenen Formen
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) wird nach Industriequalitätsstandards als Asche und nach Pharmakopöe als Sulfat oder heißer Rückstand bezeichnet, was einfach als anorganische Salzverunreinigung im Produkt verstanden werden kann.Der Hauptproduktionsprozess durch das starke Alkali (Natriumhydroxid) durch die Reaktion bis zur endgültigen Einstellung des pH-Werts auf neutrales Salz und Rohstoffe, die ursprünglich in der Summe der anorganischen Salze enthalten sind.
Methode zur Bestimmung der Gesamtasche;Nachdem eine bestimmte Menge an Proben verkohlt und in einem Hochtemperaturofen verbrannt wurde, werden die organischen Substanzen oxidiert und zersetzt und entweichen in Form von Kohlendioxid, Stickoxiden und Wasser, während die anorganischen Substanzen in Form von Sulfat, Phosphat, Carbonat, Chlorid und andere anorganische Salze und Metalloxide.Bei diesen Rückständen handelt es sich um Asche.Die Gesamtaschemenge in der Probe kann durch Wiegen des Rückstands berechnet werden.
Je nach Verfahren werden unterschiedliche Säuren verwendet und unterschiedliche Salze erzeugt: hauptsächlich Natriumchlorid (erzeugt durch die Reaktion von Chloridionen in Chlormethan und Natriumhydroxid) sowie andere Säuren. Durch Neutralisation können Natriumacetat, Natriumsulfid oder Natriumoxalat entstehen.
2. Aschebedarf von Hydroxypropylmethylcellulose in Industriequalität
Hydroxypropylmethylcellulose wird hauptsächlich als Verdickungsmittel, Emulgator, Filmbildner, Schutzkolloid, Wasserretention, Adhäsion, Antienzym und Stoffwechselinert sowie für andere Zwecke verwendet und ist in vielen Industriebereichen weit verbreitet, die grob in die folgenden unterteilt werden können Aspekte:
(1) Konstruktion: Die Hauptaufgabe besteht in der Wasserretention, Verdickung, Viskosität, Schmierung, Fließhilfe zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit von Zement und Gips sowie dem Pumpen.Bautenanstrichmittel und Latexbeschichtungen werden hauptsächlich als Schutzkolloid, Filmbildner, Verdickungsmittel und Pigmentsuspensionshilfsmittel eingesetzt.
(2) Polyvinylchlorid: Wird hauptsächlich als Dispergiermittel in der Polymerisationsreaktion eines Suspensionspolymerisationssystems verwendet.
(3) Alltagschemikalien: werden hauptsächlich als Schutzmittel verwendet und können die Produktemulgierung, Antienzym, Dispersion, Haftung, Oberflächenaktivität, Filmbildung, Befeuchtung, Schaumbildung, Formung, Trennmittel, Weichmacher, Schmiermittel und andere Eigenschaften verbessern;
(4) Pharmazeutische Industrie: Wird in der pharmazeutischen Industrie hauptsächlich zur Herstellung von Präparaten, als feste Zubereitung von Beschichtungsmitteln, als Hohlkapselmaterial, als Bindemittel, zur langsamen Freisetzung eines pharmazeutischen Gerüsts, zur Filmbildung, als porenbildendes Mittel und als Flüssigkeit verwendet. Eindickung halbfester Zubereitungen, Emulgierung, Suspension, Matrixanwendung;
(5) Keramik: Wird als Bindemittel für Knüppel in der Keramikindustrie und als Dispergiermittel für Glasurfarben verwendet.
(6) Papierherstellung: Dispersion, Farbstoff, Verstärkungsmittel;
(7) Textildruck und -färbung: Stoffzellstoff, Farbe, Farbverlängerer:
(8) Landwirtschaftliche Produktion: In der Landwirtschaft kann es zur Behandlung von Pflanzensamen, zur Verbesserung der Keimrate, zum Schutz der Feuchtigkeit und zur Vorbeugung von Schimmel, zur Frischhaltung von Früchten, zur langsamen Freisetzung von chemischen Düngemitteln und Pestiziden usw. verwendet werden.
Gemäß den Rückmeldungen der oben genannten langjährigen Anwendungserfahrungen und der Zusammenfassung der internen Kontrollstandards einiger ausländischer und inländischer Unternehmen sind nur einige Produkte der Polyvinylchlorid-Polymerisation und Alltagschemikalien erforderlich, um den Salzgehalt unter 0,010 und das Arzneibuch zu kontrollieren Verschiedene Länder verlangen eine Salzkontrolle von weniger als 0,015.Und andere Anwendungen der Salzkontrolle können relativ umfassend sein, insbesondere für Bauprodukte, zusätzlich zur Herstellung von Kitt, Farbsalz und bestimmten Anforderungen, der Rest kann das Salz <0,05 kontrollieren und kann im Grunde die Verwendung erfüllen.
3-Hydroxypropylmethylcellulose-Verfahren und Salzentfernungsverfahren
Die wichtigsten Produktionsmethoden für Hydroxypropylmethylcellulose im In- und Ausland sind wie folgt:
(1) Flüssigphasenmethode (Aufschlämmungsmethode): Das zu zerkleinernde feine Cellulosepulver wird in einem vertikalen oder horizontalen Reaktor unter starkem Rühren in etwa dem Zehnfachen des organischen Lösungsmittels dispergiert, und dann werden quantitative Lauge und ein Veretherungsmittel zur Reaktion zugegeben.Nach der Reaktion wurde das Produkt mit heißem Wasser gewaschen, getrocknet, zerkleinert und gesiebt.
(2) Gasphasenverfahren (Gas-Feststoff-Verfahren): Die Reaktion des zu zerkleinernden Cellulosepulvers wird im halbtrockenen Zustand durch direkte Zugabe von quantitativer Lauge und Veretherungsmittel sowie einer kleinen Menge niedrigsiedender Nebenprodukte abgeschlossen in einem horizontalen Reaktor unter starkem Rühren.Für die Reaktion sind keine zusätzlichen organischen Lösungsmittel erforderlich.Nach der Reaktion wurde das Produkt mit heißem Wasser gewaschen, getrocknet, zerkleinert und gesiebt.
(3) Homogene Methode (Auflösungsmethode): Direkt nach der Zerkleinerung der Cellulose kann in einem Reaktor mit starkem Rühren etwa das 5- bis 8-fache des in NaOH/Harnstoff (oder einem anderen Lösungsmittel der Cellulose) gefrierenden Lösungsmittels in das Lösungsmittel gegeben werden Zugabe von quantitativer Lauge und Veretherungsmittel bei der Reaktion, nach der Reaktion mit Aceton erfolgt eine Fällungsreaktion mit gutem Celluloseether. Anschließend wird er in heißem Wasser gewaschen, getrocknet, zerkleinert und gesiebt, um das fertige Produkt zu erhalten.(Es ist noch nicht in der industriellen Produktion).
Unabhängig davon, welche der oben genannten Methoden verwendet werden, kann am Ende der Reaktion eine große Menge Salz erzeugt werden, je nach Verfahren können folgende Produkte hergestellt werden: Natriumchlorid und Natriumacetat, Natriumsulfid, Natriumoxalat usw., Salz muss durch die Entsalzung gemischt werden Verwendung von Salz zur Wasserlöslichkeit, im Allgemeinen mit viel heißem Wasser waschen, jetzt sind die Hauptausrüstung und Art des Waschens:
(1) Bandvakuumfilter;Dazu wird das fertige Rohmaterial mit heißem Wasser aufgeschlürft und anschließend das Salz gewaschen, indem die Aufschlämmung gleichmäßig auf einem Filterband verteilt wird, indem heißes Wasser darauf gesprüht und darunter abgesaugt wird.
(2) Horizontale Zentrifuge: Am Ende der Reaktion des Rohmaterials in die Aufschlämmung wird das in heißem Wasser gelöste Salz mit heißem Wasser verdünnt und anschließend durch Zentrifugieren getrennt, um das Salz zu entfernen.
(3) Mit dem Druckfilter wird es am Ende der Reaktion des Rohmaterials mit heißem Wasser in die Aufschlämmung umgewandelt, es in den Druckfilter gegeben, zuerst mit dampfgeblasenem Wasser und dann mit heißem Wasser N-mal mit dampfgeblasenem Wasser besprüht trennen und Salz entfernen.
Waschen mit heißem Wasser, um gelöste Salze zu entfernen, da beim Waschen heißes Wasser hinzugefügt werden muss. Je mehr, desto niedriger ist der Aschegehalt und umgekehrt. Daher hängt die Aschemenge direkt davon ab, wie viel heißes Wasser in der allgemeinen Industrie verwendet wird Produkt, wenn die Aschekontrolle unter 1 % liegt, werden 10 Tonnen heißes Wasser verwendet, wenn die Aschekontrolle unter 5 % liegt, werden etwa 6 Tonnen heißes Wasser benötigt.
Celluloseether-Abwässer haben einen chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) von mehr als 60.000 mg/L und einen Salzgehalt von mehr als 30.000 mg/L. Daher ist die Behandlung solcher Abwässer sehr teuer, da sie nur schwer direkt zu behandeln sind biochemisch mit einem so hohen Salzgehalt, und es ist gemäß den aktuellen nationalen Umweltschutzanforderungen nicht erlaubt, es zu verdünnen.Die ultimative Lösung besteht darin, Salz durch Destillation zu entfernen.Daher erzeugt eine Tonne mehr Waschen mit kochendem Wasser eine Tonne mehr Abwasser.Gemäß der aktuellen MUR-Technologie mit hoher Energieeffizienz betragen die Gesamtkosten für jede Tonne Waschkonzentratwasser etwa 80 Yuan, und die Hauptkosten sind der Gesamtenergieverbrauch.
Einfluss von 4-Asche auf die Wasserretentionsrate von industrieller Hydroxypropylmethylcellulose
HPMC spielt hauptsächlich drei Rollen bei der Wasserretention, Verdickung und Konstruktionsfreundlichkeit von Baumaterialien.
Wasserretention: Zur Verlängerung der Öffnungszeit des Materials zur Wasserretention, um seine Hydratationsfunktion vollständig zu unterstützen.
Verdickung: Cellulose kann verdickt werden, um eine Suspension zu bilden, so dass die Lösung gleichmäßig auf und ab die gleiche Rolle beibehält und der Strömungswiderstand hängt.
Konstruktion: Zelluloseschmierung, kann eine gute Konstruktion haben.HPMC beteiligt sich nicht an der chemischen Reaktion, sondern spielt nur eine Hilfsrolle.Eine der wichtigsten ist die Wasserretention. Die Wasserretention des Mörtels beeinflusst die Homogenisierung des Mörtels und beeinflusst dann die mechanischen Eigenschaften und die Haltbarkeit des ausgehärteten Mörtels.Mauermörtel und Putzmörtel sind zwei wichtige Bestandteile von Mörtelmaterialien, und das wichtige Anwendungsgebiet von Mauermörtel und Putzmörtel ist die Mauerwerksstruktur.Da sich ein Block bei der Anwendung im Prozess der Produkte im trockenen Zustand befindet, wird der Block vor dem Vornässen verwendet, um den trockenen Block der starken Wasseraufnahme des Mörtels zu reduzieren, um einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt zu blockieren und die Feuchtigkeit im Mörtel zu halten Um eine übermäßige Absorption des Materials zu blockieren, kann die normale Hydratation von internem Geliermaterial wie Zementmörtel aufrechterhalten werden.Allerdings wirken sich Faktoren wie die unterschiedlichen Blocktypen und der Grad der Vorbefeuchtung des Standorts auf die Wasserverlustrate und den Wasserverlust des Mörtels aus, was versteckte Gefahren für die Gesamtqualität der Mauerwerksstruktur mit sich bringt.Der Mörtel mit ausgezeichneter Wasserretention kann den Einfluss von Blockmaterialien und menschlichen Faktoren eliminieren und die Homogenität des Mörtels gewährleisten.
Der Einfluss der Wasserretention auf die Mörtelhärtungsleistung spiegelt sich hauptsächlich in der Auswirkung auf die Grenzfläche zwischen Mörtel und Block wider.Aufgrund des schnellen Wasserverlusts von Mörtel mit schlechter Wasserretention ist der Wassergehalt des Mörtels an der Grenzfläche offensichtlich unzureichend und der Zement kann nicht vollständig hydratisiert werden, was die normale Festigkeitsentwicklung beeinträchtigt.Die Verbundfestigkeit von zementbasierten Werkstoffen wird hauptsächlich durch die Verankerung von Zementhydratationsprodukten erzeugt.Die unzureichende Hydratation des Zements im Grenzflächenbereich verringert die Verbindungsfestigkeit der Grenzfläche und die Hohlraumausbeulung und Rissbildung des Mörtels nimmt zu.
Wählen Sie daher drei Chargen unterschiedlicher Viskosität der K-Marke aus, die am empfindlichsten auf die Anforderungen an die Wasserretention reagieren, durch verschiedene Waschmethoden, um den gleichen erwarteten Aschegehalt der Charge Nr. 2 zu erhalten, und verwenden Sie dann die derzeit übliche Testmethode für die Wasserretention (Filterpapiermethode). ) Bei der gleichen Chargennummer unterschiedlicher Aschegehalt der Wasserretention von drei Gruppen von Proben, die wie folgt spezifisch sind:
4.1 Experimentelle Methode zur Bestimmung der Wasserretentionsrate (Filterpapiermethode)
4.1.1 Anwendung von Instrumenten und Geräten
Zementschlammmischer, Messzylinder, Waage, Stoppuhr, Edelstahlbehälter, Löffel, Edelstahl-Ringmatrize (Innendurchmesser φ100 mm × Außendurchmesser φ110 mm × Höhe 25 mm, schnelles Filterpapier, langsames Filterpapier, Glasplatte.
4.1.2 Materialien und Reagenzien
Gewöhnlicher Portlandzement (425#), Standardsand (mit Wasser gewaschener Sand ohne Schlamm), Produktprobe (HPMC), sauberes Wasser für Experimente (Leitungswasser, Mineralwasser).
4.1.3 Experimentelle Analysebedingungen
Labortemperatur: 23 ± 2 ℃;Relative Luftfeuchtigkeit: ≥ 50 %;Die Wassertemperatur im Labor entspricht der Raumtemperatur von 23 °C.
4.1.4 Experimentelle Methoden
Stellen Sie die Glasplatte auf die Arbeitsplattform, legen Sie das gewogene chronische Filterpapier (Gewicht: M1) darauf, legen Sie dann ein Stück schnelles Filterpapier auf das langsame Filterpapier und legen Sie dann eine Metallringform auf das schnelle Filterpapier ( Die Ringform darf das kreisförmige Schnellfilterpapier nicht überschreiten.
Wiegen Sie (425#) Zement 90 g genau ab;Standardsand 210 g;Produkt (Probe) 0,125 g;In einen Edelstahlbehälter füllen und gut vermischen (Trockenmischung).
Verwenden Sie einen Betonmischer (Mischtopf und Blätter sind sauber und trocken, nach jedem Experiment gründlich reinigen und trocknen, beiseite stellen).Mit einem Messzylinder 72 ml sauberes Wasser (23 °C) abmessen, zuerst in den Rührtopf gießen, dann das vorbereitete Material einfüllen, 30 s einwirken lassen;Heben Sie gleichzeitig den Topf in die Mischposition, starten Sie den Mixer und rühren Sie 60 Sekunden lang bei niedriger Geschwindigkeit (dh langsamem Rühren);Halten Sie 15 Sekunden lang an und kratzen Sie die Aufschlämmung an der Wand und der Klinge in den Topf.Rühren Sie zum Stoppen 120 Sekunden lang schnell weiter.Gießen (laden) Sie den gesamten gemischten Mörtel schnell in die Ringform aus Edelstahl und messen Sie die Zeit ab dem Moment, in dem der Mörtel das schnelle Filterpapier berührt (drücken Sie die Stoppuhr).Nach 2 Minuten wurde die Ringform umgedreht und das chronische Filterpapier herausgenommen und gewogen (Gewicht: M2).Führen Sie ein Blindexperiment gemäß der oben genannten Methode durch (das Gewicht des chronischen Filterpapiers vor und nach dem Wiegen beträgt M3, M4).
Die Berechnungsmethode ist wie folgt:
(1)
Wobei M1 das Gewicht des chronischen Filterpapiers vor dem Probenexperiment ist;M2 – Gewicht des chronischen Filterpapiers nach dem Probenexperiment;M3 – Gewicht des chronischen Filterpapiers vor dem Blindexperiment;M4 – Gewicht des chronischen Filterpapiers nach Leerexperiment.
4.1.5 Vorsichtsmaßnahmen
(1) Die Reinwassertemperatur muss 23 °C betragen und das Wiegen muss genau sein;
(2) nach dem Rühren den Rührtopf entfernen und mit einem Löffel gleichmäßig umrühren;
(3) Die Form sollte schnell installiert werden und der Mörtel muss beim Einbau flach und fest gestampft werden.
(4) Achten Sie darauf, den Zeitpunkt zu bestimmen, an dem der Mörtel das Filterpapier berührt, und gießen Sie den Mörtel nicht auf das äußere Filterpapier.
4.2 die Probe
Drei Chargennummern mit unterschiedlichen Viskositäten der gleichen K-Marke wurden ausgewählt als: 201302028 Viskosität 75.000 mPa·s, 20130233 Viskosität 150.000 mPa·s, 20130236 Viskosität 200.000 mPa·s durch unterschiedliche Wäschen, um die gleiche Chargennummer von zwei verschiedenen zu erhalten Asche (siehe Tabelle 3.1).Kontrollieren Sie die Feuchtigkeit und den pH-Wert derselben Probencharge so genau wie möglich und führen Sie dann den Wasserretentionsratentest gemäß der oben genannten Methode (Filterpapiermethode) durch.
4.3 Experimentelle Ergebnisse
Die Ergebnisse der Indexanalyse der drei Probenchargen sind in Tabelle 1 dargestellt, die Testergebnisse der Wasserretentionsraten verschiedener Viskositäten sind in Abbildung 1 dargestellt und die Testergebnisse der Wasserretentionsraten verschiedener Asche- und pH-Werte sind in Abbildung 2 dargestellt .
(1) Die Ergebnisse der Indexanalyse der drei Probenchargen sind in Tabelle 1 aufgeführt
Tabelle 1 Analyseergebnisse von drei Probenchargen
Projekt
Chargennummer.
Asche %
pH
Viskosität/mPa, s
Wasser / %
Wasserrückhalt
201302028
4.9
4.2
75.000,
6
76
0,9
4.3
74, 500,
5.9
76
20130233
4.7
4,0
150.000,
5.5
79
0,8
4.1
140.000,
5.4
78
20130236
4.8
4.1
200.000,
5.1
82
0,9
4,0
195.000,
5.2
81
(2) Die Ergebnisse des Wasserretentionstests der drei Probenchargen mit unterschiedlichen Viskositäten sind in Abbildung 1 dargestellt.
FEIGE.1 Testergebnisse der Wasserretention von drei Probenchargen mit unterschiedlichen Viskositäten
(3) Die Ergebnisse der Messung der Wasserretentionsrate von drei Probenchargen mit unterschiedlichem Aschegehalt und unterschiedlichem pH-Wert sind in Abbildung 2 dargestellt.
FEIGE.2 Nachweisergebnisse der Wasserretentionsrate von drei Probenchargen mit unterschiedlichem Aschegehalt und unterschiedlichem pH-Wert
Aus den obigen experimentellen Ergebnissen geht hervor, dass der Einfluss der Wasserretentionsrate hauptsächlich auf die Viskosität zurückzuführen ist. Eine hohe Viskosität im Verhältnis zu ihrer hohen Wasserretentionsrate ist dagegen schlecht.Die Schwankung des Aschegehalts im Bereich von 1 % bis 5 % hat nahezu keinen Einfluss auf die Wasserretentionsrate, sodass die Wasserretentionsleistung dadurch nicht beeinträchtigt wird.
5. Schlussfolgerung
Um die Norm besser auf die Realität anwendbar zu machen und dem immer strenger werdenden Trend der Energieeinsparung und des Umweltschutzes gerecht zu werden, wird Folgendes vorgeschlagen:
Der Industriestandard für industrielle Hydroxypropylmethylcellulose wird in der Aschekontrolle nach Graden formuliert, wie zum Beispiel: Kontrollasche der Stufe 1 < 0,010, Kontrollasche der Stufe 2 < 0,050.Auf diese Weise kann der Hersteller entscheiden, dem Benutzer auch mehr Auswahlmöglichkeiten zu bieten.Gleichzeitig kann der Preis nach dem Prinzip hoher Qualität und hohem Preis festgelegt werden, um Marktverwirrungen vorzubeugen.Das Wichtigste ist, dass Energieeinsparung und Umweltschutz die Herstellung von Produkten umweltfreundlicher und umweltfreundlicher machen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 09.09.2022